CNC (điều khiển số máy tính), còn được gọi là điều khiển số. Nó đề cập đến việc điều khiển tự động các công cụ gia công và máy in 3D thông qua máy tính. Một máy sử dụng CNC sẽ hoàn thành quá trình sản xuất một phần nguyên liệu thô (kim loại, gỗ, nhựa, gốm, vật liệu composite) theo chương trình đã viết mà không cần sự can thiệp của con người. Máy công cụ áp dụng điều khiển số được gọi làMáy cnccông cụ.
Trong các hệ thống điều khiển số máy tính hiện đại, việc thiết kế phôi phụ thuộc nhiều vào phần mềm như thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính và sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính. Phần mềm sản xuất hỗ trợ máy tính phân tích mô hình thiết kế và tính toán các hướng dẫn chuyển động trong quá trình xử lý. Bộ xử lý sau chuyển đổi các lệnh chuyển động và các lệnh bổ trợ khác cần được sử dụng trong quá trình xử lý thành một định dạng mà hệ thống điều khiển số có thể đọc được, và sau đó bộ xử lý sau chuyển đổi các tệp được tạo ra được tải vào máy điều khiển số máy tính công cụ để gia công phôi.
Sau khi các lệnh của chương trình được nhập vào bộ nhớ của hệ thống điều khiển số, chúng được máy tính tổng hợp và tính toán, thông tin được truyền đến người lái xe để điều khiển động cơ thông qua hệ thống điều khiển dịch chuyển để cắt và gia công chi tiết đã thiết kế.
Lịch sử của CNC
Khái niệm về máy làm việc điều khiển số bắt nguồn từ Hoa Kỳ vào những năm 1940. Khi sản xuất cánh quạt máy bay trực thăng, cần rất nhiều công đoạn gia công chính xác. Vào thời điểm đó, Không quân Hoa Kỳ đã đưa các kỹ sư cơ khí vào để đáp ứng nhu cầu này. Năm 1947, John T. Parsons bắt đầu sử dụng máy tính để tính toán đường cắt của giường. Năm 1949, Viện Công nghệ Massachusetts được Không quân Hoa Kỳ đưa vào hoạt động và bắt đầu nghiên cứu điều khiển số dựa trên khái niệm Parsons.
Vào những năm 1950, máy làm việc điều khiển số đầu tiên ra đời. Nhà máy chế tạo máy đã đầu tư nhiều công sức vào hệ thống điều khiển kỹ thuật số phục vụ nhu cầu của Không quân Hoa Kỳ, đặc biệt tập trung vào máy phay và cắt theo đường viền. Parsons và Viện Công nghệ Massachusetts, kết hợp với hệ thống điều khiển số và máy phay của Cincinnati, đã phát triển chiếcMáy cncdụng cụ. Năm 1958, Kearney & Trecker đã phát triển thành công máy trung tâm gia công với bộ thay dao tự động. MIT cũng đã phát triển các công cụ lập trình tự động. Năm 1959, Fujitsu của Nhật Bản đã thực hiện hai bước đột phá lớn đối với điều khiển số: phát minh ra động cơ xung thủy lực và mạch xoắn xung với phương pháp tính toán đại số. Điều này đẩy nhanh tiến độ của điều khiển số.
Từ năm 1960 đến năm 2000, hệ thống điều khiển số được mở rộng cho các máy gia công kim loại khác, và máy công cụ điều khiển số cũng được áp dụng cho các ngành công nghiệp khác. Các bộ vi xử lý được ứng dụng vào điều khiển số để cải thiện rất nhiều chức năng. Loại hệ thống này được gọi là điều khiển số bằng máy tính. Trong thời kỳ này, máy công cụ nhiều trục mới, nhanh xuất hiện. Nhật Bản đã phá vỡ thành công hình thức trục chính máy công cụ truyền thống, di chuyển trục quay máy bằng một thiết bị giống như con nhện và điều khiển nó bằng bộ điều khiển tốc độ cao. Nó là một máy công cụ nhiều trục, nhanh chóng.
Nhật Bản đã đạt được nhiều thành tựu trong việc phát triển máy công cụ điều khiển số bằng máy tính trên thế giới. Năm 1958, Makino và Fujitsu hợp tác sản xuất máy phay đầu tiên của Nhật Bản. Năm 1959, Fujitsu đã thực hiện hai bước đột phá lớn: phát minh ra động cơ xung thủy lực (động cơ servo điện thủy lực) và mạch xoắn xung (nội suy) sử dụng các phép tính đại số. Điều này đẩy nhanh tiến độ của điều khiển số. Năm 1961, Hitachi Kogyo hoàn thành máy trung tâm gia công đầu tiên và bổ sung một bộ thay dao tự động vào năm 1964. Bắt đầu từ năm 1975, Fanuc (bản dịch tiếng Trung: FANUC, độc lập với bộ phận CNC của Fujitsu) của công ty sản xuất hàng loạt và kinh doanh máy công cụ điều khiển số máy tính chiếm một thị trường quốc tế đáng kể. Trong những năm gần đây, Nhật Bản đã phát triển thành công máy công cụ nhiều trục, nhanh. Năm 2012, Nhật Bản tiếp tục giữ vững vị trí quán quân về xuất khẩu máy công cụ với 9 tỷ euro, và máy công cụ của Đức đứng thứ hai với 8,1 tỷ euro. Thứ ba, thứ tư và thứ năm lần lượt là Ý, Đài Loan và Thụy Sĩ. Trung Quốc đứng thứ tám sau Hàn Quốc và Hoa Kỳ, với giá trị xuất khẩu là 1,5 tỷ euro.
Điều đáng chú ý là mặc dù quy mô ngành máy công cụ của Hoa Kỳ không lớn so với Đức, Nhật Bản, Đài Loan, Thụy Sĩ, Ý và thậm chí không có thương hiệu máy công cụ đại diện nào nhưng nguyên nhân chính là do hầu hết các máy công cụ ở Hoa Kỳ được sử dụng ở Hoa Kỳ. Và hầu hết đều liên quan đến vũ khí nên hàng xuất khẩu được kiểm soát chặt chẽ về số lượng và công nghệ.
Lịch sử của CNC ở Trung Quốc
Sự phát triển của điều khiển số máy tính ở Trung Quốc đại lục bắt đầu vào năm 1958. Vào tháng 2 năm 1958, máy công cụ CNC đầu tiên đã được sản xuất thử nghiệm thành công tại Nhà máy Máy công cụ số 1 Thẩm Dương. Đây là một máy tiện 2 trục, được điều khiển bởi một nhà phân phối chương trình và được phát triển bởi Học viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân. Vào tháng 9 cùng năm, lần đầu tiên thựcMáy phay CNCđược phát triển với sự hợp tác của Đại học Thanh Hoa và Viện Nghiên cứu Máy phay và đã được sản xuất thử nghiệm thành công tại Nhà máy Máy công cụ Số 1 Bắc Kinh.
Năm 2009, Tập đoàn Wuzhong đã xuất khẩu ba máy công cụ hạng siêu nặng CNC (máy doa và phay di động giàn CNC XK2645, máy phay và doa sàn CNC FB260 và máy tiện phay đứng hai cột CNC CKX5280) sang Anh. [2]
Trung Quốc hiện là nhà sản xuất máy công cụ lớn nhất thế giới, với giá trị sản lượng năm 2012 là 14,7 tỷ euro, chiếm 22% tổng sản lượng toàn cầu. Tuy nhiên, không có thương hiệu cạnh tranh cho bộ điều khiển kỹ thuật số ở Trung Quốc đại lục. Các nhà sản xuất máy công cụ và các đơn vị nghiên cứu khoa học ở Trung Quốc đại lục hầu như chỉ sử dụng bộ điều khiển kỹ thuật số của Đức, Nhật Bản và Đài Loan.
